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Construction of autonomous transcription nano-chip

Research Project

Project/Area Number 19K22390
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

TADAKUMA HISASHI  東京大学, 定量生命科学研究所, 協力研究員 (10339707)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三嶋 雄一郎  京都産業大学, 生命科学部, 准教授 (00557069)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords1分子計測(SMD) / 核酸 / 蛋白質 / 分子機械 / マイクロ・ナノデバイス / ナノバイオ
Outline of Research at the Start

遺伝子発現の自由自在な制御は、生物学の挑戦です。本研究は、独自に開発してきた転写ナノチップを発展させ、細胞や個体内の状態にあわせて自律的にRNAを産出するナノデバイス(転写ナノチップ)の構築を目的とします。このナノチップを用いて、従来技術では難しかった事、(例えば、1個1個の細胞毎に、タイミングや量だけでなく、出力するRNAの種類を変える事)、を実現します。そして、このナノチップを用いて、遺伝子発現を自由自在に制御する事で、細胞の遺伝子発現の仕組みを理解します。また、その理解を応用し、細胞の運命制御の基盤技術を確立します。

Outline of Final Research Achievements

Great success of RNA vaccine clearly shows the power and potential of nucleic acids delivery. However, for more sophisticated regulation, on-site RNA production and regulation of its function is the key. Here we focused to construct transcription nano-chip. We established the method to maintain the nano-chip intact in in vivo for long time. Also, we elucidate the molecular mechanism to produce protein efficiently from RNA. These results should be the basis for future study.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

RNAワクチンの成功が示すように、核酸を体の中にデリバリーできれば、様々に有用です。しかし、従来は、個々人に合わせて、あるいは、同じ人でも症状にあわせた対処をする事が困難でした。必要な場所と時間に必要な核酸を作成できれば、これらのような事が可能となります。本研究は、その基礎研究として、RNAを個体内で作成する技術、また、作成・導入されたRNAが、細胞の機能にどのように影響を与えるのかを調べ、今後の基盤を得ました。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Viral RNA recognition by LGP2 and MDA5, and activation of signaling through step-by-step conformational changes2020

    • Author(s)
      Duic Ivana、Tadakuma Hisashi、Harada Yoshie、Yamaue Ryo、Deguchi Katashi、Suzuki Yuki、Yoshimura Shige H、Kato Hiroki、Takeyasu Kunio、Fujita Takashi
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 48 Issue: 20 Pages: 11664-11674

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa935

    • NAID

      120006936359

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Overview of the “biophysics in nano-space” session at the 57th annual meeting of the2020

    • Author(s)
      Tadakuma Hisashi and Kitagawa Daiju
    • Journal Title

      Biophysical Reviews

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 1-3

    • DOI

      10.1007/s12551-020-00646-z

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] HCV IRES captures an actively translating 80S ribosome2019

    • Author(s)
      Yokoyama Takeshi、Machida Kodai、Iwasaki Wakana、Shigeta Tomoaki、Nishimoto Madoka、Takahashi Mari、Sakamoto Ayako、Yonemochi Mayumi、Harada Yoshie、Shigematsu Hideki、Shirouzu Mikako、Tadakuma Hisashi、Imataka Hiroaki、Ito Takuhiro
    • Journal Title

      Molecular Cell

      Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 1205-1214

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2019.04.022

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] DNAオリガミを用いたキネシン-1の空間配置が輸送複合体の協調運動に与える影響の解析2020

    • Author(s)
      福本 紘大, 宮薗 侑也, 多田隈 尚史, 原田 慶恵
    • Organizer
      第43回分子生物学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] キネシン分子の空間配置が輸送複合体の運動に与える影響の評価2020

    • Author(s)
      福本 紘大, 宮薗 侑也, 多田隈 尚史, 原田 慶恵
    • Organizer
      第58回日本生物物理学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Defining codon-mediated mRNA decay and No-go decay in zebrafish embryos2020

    • Author(s)
      Y. Mishima, S. Kimura, S. Iwasaki
    • Organizer
      EMBL meeting Protein synthesis and Translational Control
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Oscillatory movement of a dynein-microtubule complex crosslinked with DNA-origami2019

    • Author(s)
      Shimaa A. Abdellatef, Hisashi Tadakuma, Yuichi Kondo, Kangmin Yan, Rofia Boudria, Kodai Fukumoto, Takashi Fujiwara, Hideo Higuchi, and Keiko Hirose
    • Organizer
      64th Annual Meeting of Biophysical Society
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dicer-2による二本鎖RNAプロセッシングの一分子解析2019

    • Author(s)
      永沼 政広, 多田隈 尚史, 泊 幸秀
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Reconstitution of kinesin-based transport complex using DNA origami2019

    • Author(s)
      Kodai Fukumoto, Yuya Miyazono, Hisashi Tadakuma, Yoshie Harada
    • Organizer
      CBI学会2019年大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] How nano-space affects biological phenomena2019

    • Author(s)
      多田隈尚史
    • Organizer
      第57回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ダイニン・微小管・DNA折り紙複合体の振動的運動2019

    • Author(s)
      Abdellatef Shimaa A., 多田隈 尚史, 近藤 雄一, 厳 康敏, 樋口 秀男, 広瀬 恵子
    • Organizer
      第57回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] DNAオリガミの分子配置技術を用いたキネシン分子の協調性評価2019

    • Author(s)
      福本 紘大, 宮薗 侑也, 多田隈 尚史, 原田 慶恵
    • Organizer
      第57回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 集積型遺伝子チップを用いた、転写の理解と制御2019

    • Author(s)
      多田隈尚史
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Defining codon-mediated mRNA decay and No-go decay in zebrafish embryos2019

    • Author(s)
      Yuichiro Mishima
    • Organizer
      EMBL Protein Synthesis and Translational Control
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dicer-2による二本鎖RNAプロセッシングの一分子解析2019

    • Author(s)
      永沼 政広, 多田隈 尚史, 泊 幸秀
    • Organizer
      第21回日本RNA学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Genome-wide Survey of Queued Ribosomes2019

    • Author(s)
      Peixun Han, Yuichi Shichino, Mari Mito, Shungo Adachi, Satoshi Hashimoto, Tsuyoshi Udagawa, Kenji Kohno, Yuichiro Mishima, Toshifumi Inada, and Shintaro Iwasaki
    • Organizer
      第21回日本RNA学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Protein integrated nano-chip for transcription analysis and regulation2019

    • Author(s)
      多田隈尚史
    • Organizer
      第19回 日本蛋白質科学会年会 / 第71回 日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2019-07-04   Modified: 2022-01-27  

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